高中物理测定电源电动势和内阻总结 1 / 4
测定电源电动势和内阻
1. 实验原理 本实验的原理是闭合电路欧姆定律．
1) 详细方法
a) 利用实验图 10-1 所示电路，改变滑动变阻器的阻值，从电流表、电压表中读
出几组 U、 I 值，由 U＝E－ Ir，可得： U 1 E I1 r ， U 2 E I 2 r ，解之得：
I1U2 I 2U1 E
I 2
I1
U 2 U 1 r
I 2
I1
b) 利用照实验图 10-1 所示的电路，经过改变 R 的阻值，多测几组 U、 I 的值 (起码测出 6 组 )，并且变
化范围昼大些，而后用描点法在 U－ I 图象中描点
作图，由图象纵截距找出 E，由图象斜率
U E tan r
I I m找出内电阻，照实验图10-2
所示．
因为电源内阻 r 很小，故电流表对电源而言要外接，否则的话，
r测 r R g ，内阻丈量的偏差太大．
因为偶数偏差的存在，方法 (1) 的结果可能存在较大的偏差，所以在实验中采纳方法 (2)办理数据．
2. 实验器械 电流表、电压表、变阻器、开关、导线及被测干电池．
3. 实验步骤
1) 恰入选择实验器械， 照图连好实验仪器， 使开关处于断开状态且滑动变阻器的滑动触头滑到使接入电阻值最大的一端．
2) 闭合开关 S，接通电路，记下此时电压表和电流表的示数．
3) 将滑动变阻器的滑动触头由一端向另一端挪动至某地点， 记下此时电压表和电流表的示数． 高中物理测定电源电动势和内阻总结 2 / 4
4) 持续挪动滑动变阻器的滑动触头至其余几个不一样地点， 记下各地点对应的电压表和电流表的示数．
5) 断开开关 S，拆掉电路．
6) 在座标纸上以 U 为纵轴，以 I 为横轴，作出 U— I 图象，利用图象求出 E、 r．
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专题 实验：测定电源的电动势和内阻
一、伏安法测定测定电源的电动势和内阻
1、实验原理
闭合电路欧姆定律：E＝U外＋U内．
如果电表器材是电压表和电流表，可用U－I法，即E＝U＋Ir.
原理图如图甲，实物连接图如图乙．
2、实验器材
电池(被测电源)、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、坐标纸、刻度尺、铅笔等．
3、数据处理
设计表格，将测得的六组U、I值填入表格中．
第1组 第2组 第3组 第4组 第5组 第6组
U/V
I/A
方法一：计算法．
(1)联立六组对应的U、I数据，数据满足关系式：U1＝E－I1r、U2＝E－I2r、U3＝E－I3r…
(2)让第1式和第4式联立方程，第2式和第5式联立方程，第3式和第6式联立方程，这样解得三组E、r，取其平均值作为电池的电动势E和内阻r的大小．
方法二：图象法．
(1)在坐标纸上以路端电压U为纵轴、干路电流I为横轴建立U－I坐标系．
(2)在坐标平面内描出各组(I，U)值所对应的点，然后尽量多地通过这些点作一条直线，不在直线上的点大致均匀分布在直线两侧．
(3)直线与纵轴交点的纵坐标值即为电池电动势的大小(一次函数的纵轴截距)，直线斜率的绝对值即为电池的内阻r的大小，即r＝IU.
4、误差分析
偶然误差
(1)读数不准引起误差．
(2)用图象法求E和r时，由于作图不准确造成误差．
系统误差
(1)若采用甲图电路，由于电压表的分流作用造成误差，电压值越大，电压表的分流越多，对应的I真与I测的差越大．其U－I图象如乙图所示．
结论：E测
(2)若采用丙图电路，由于电流表的分压作用造成误差，电流越大，电流表分压越多，对应U真与U测的差越大．其U－I图象如丁图所示．
结论：E测＝E真，r测＝r真．
5、注意事项
（1）．为了使电池的路端电压变化明显，应选内阻大些的电池(选用已使用过一段时间的干电池)．
电源电动势和内阻的测定方法
测定电源电动势和内阻的原理是闭合电路欧姆定律，从这一原理出发，当所给测量仪器不同时，会出现多种不同的方法。下面结合例题作具体分析。
1.
伏安法
例1
测量电源的电动势E及内阻r（E约为4.5V，r约为1.5Ω）。
器材：量程为3V的理想电压表V，量程为0.5A的电流表A（具有一定内阻），固定电阻R=4Ω，滑动变阻器R'，开关K，导线若干。
（1）画出实验电路原理图，图中各元件需用题目中所给出的符号或字母标出。
（2）实验中，当电流表读数为时，电压表读数为；当电流表读数为时，电压表读数为，则可以求出E=_______，r=_________。（用I1、I2、U1、U2及R表示）
解析 由闭合电路欧姆定律E=U+Ir可知，只要能测出两组路端电压和电流即可，由，可得：
①
②
我们可以用电压表测电压，电流表测电流，但需注意的是题给电压表的量程只有3V，而路端电压的最小值约为，显然不能直接把电压表接在电源的两端测路端电压。依题给器材，可以利用固定电阻R分压（即可以把它和电源本身的内阻r共同作为电源的等效内阻“R+r”，R叫做保护电阻），这样此电源的“路端电压”的最小值约为，就可直接用电压表测“路端电压”了，设计实验电路原理图如图1所示。 图1
调节滑动变阻器R'测两组电压和电流分别代入①②两式，得：
，
说明 此种方法所测E偏小，r偏小。
2. 安阻法
例2 在“测定电源电动势和内阻”的实验中，除待测电源（E，r），足够的连接导线外，实验室仅提供：一只量程合适的电流表A，一只电阻箱R，一个开关S。
（1）画出实验原理图。
（2）写出用测量值表示的电源电动势E和内阻r的表达式，并注意式中各量的含义。
解析 由欧姆定律可知，测出两组电阻箱的不同值及其对应的电流，由，可得：
测电源电动势和内阻实验报告
实验名称：测电源电动势和内阻
实验目的：掌握测量电源电动势和内阻的方法，了解电源的实际特性及其参数。
实验仪器：数字万用表，电流表，电阻箱，直流电源。
实验原理：根据欧姆定律和基尔霍夫定律，可以得出电源电动势与电池内阻的计算公式。
电源电动势U=E-Ir；其中，E表示电源电动势，I表示电路中的电流，r表示电池的内阻。
内阻的计算公式为：r=(E-U)/I。
实验步骤：
1、将电阻箱调整到最大电阻，断开输出端，使电源仅提供开路电压U0。
2、连接电路：将电源的正极接到正极线圈的一端，电源负极和电阻箱依次接在另一根导线上，再接在负极线圈一端。
3、用万用表测量正负极线圈间的电压U1，即电动势E。
4、打开电路，用万用表测量电路中的电流I。
5、再用万用表测量电路中的电压U2，即终端电压。
6、根据公式计算内阻r=(E-U2)/I，得出结果。
7、将电阻箱的电阻分别减小数倍，重复以上步骤，测量内阻。
实验结果与分析：
第一次测量得到电动势E=12V、电流I=0.5A、终端电压U2=11.5V，计算得到内阻r=(E-U2)/I=1Ω。
第二次测量时，将电阻减小到一半，得到的内阻为0.5Ω。
第三次测量时，将电阻减小到1/3，得到的内阻为0.333Ω。
由此可知，当电路中电流增大时，电池的内阻也随之减小。而当电路中电流较小时，电池的内阻相应地较大。
实验结论：
1、本实验通过实验测量的结果说明，电池的内阻会影响到电路中的电流和电压。
2、本实验中得到的电池内阻值随着电路中电流增大而逐渐减小。
3、本实验结果表明，电池内阻对电池的使用寿命和性能有重要影响。因此，在电池选择和使用过程中，应该充分考虑其内阻值。
